[發明專利]具有PTC特性的高分子發熱材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201310197257.6
• 申請日: 2013-05-24
• 公開（公告）號: CN103304871A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 李貽連
• 申請（專利權）人: 安邦電氣集團有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L77/02;C08K13/04;C08K7/00;C08K3/04;C08K3/08;C08K3/28;C08K3/34;C08K3/22
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明屬于高分子材料領域，具體涉及一種PTC?發熱材料及其制備方法。

背景技術

PTC?高分子發熱材料作為過熱、過流保護和自控溫加熱材料廣泛應用于通信、計算機、汽車、工業控制、家用電器等眾多領域中。目前的有機PTC?材料主要以石墨和炭黑為導電填料，主要存在室溫電阻分布較寬，PTC?強度小、穩定性較低等問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有PTC特性的高分子發熱材料及其制備方法，具備低的室溫電阻率、長期通流穩定的性能、高的PTC?強度和高的PTC?穩定性的。

本發明技術方案如下：

一種具有PTC特性的高分子發熱材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成：中密度聚乙烯90-95、尼龍6?5-8、碳納米管5-8、碳黑12-16、鎳粉20-30、氮化鋁12-14、麥飯石粉5-8、氧化鋁12-14、滑石粉4-6、膨潤土20-25、乙烯基三乙氧基硅烷10-12、鈦酸酯偶聯劑TMC-TTS?2-3、抗氧劑1010?1-2、乙酰檸檬酸三(2-乙基已基)酯3-5、對叔丁基鄰苯二酚1-2。

所述的具有PTC特性的高分子發熱材料，其特征在于：包括以下步驟：將中密度聚乙烯粉末加水攪拌制成懸浮液，加熱至90-95℃，再加入膨潤土、碳納米管、乙烯基三乙氧基硅烷，高速分散20-30分鐘后，降溫至60-65℃，再加鈦酸酯偶聯劑TMC-TTS、滑石粉，攪拌15-20分鐘后，研磨2-3小時，到漿料，噴霧干燥，得到粉末；將尼龍6、碳黑、麥飯石粉、氧化鋁、對叔丁基鄰苯二酚在180-240℃下混煉15-25分鐘，得到混合料；將所得粉末與混合料及其它剩余原料混合，加熱至180-245℃，混煉10-15分鐘，擠出造粒得到。

將本發明高分子發熱材料壓制成片材，再在片材表面壓制導線，即得到PTC發熱片。

本發明采用碳納米管、碳黑與鎳粉作為導電復合材料，膨潤土、碳納米管、乙烯基三乙氧基硅烷加入鈦酸酯偶聯劑TMC-TTS、滑石粉進行研磨，增加其之間的分子網格結構，具有加強耐熱、耐流、耐壓和提高電阻變化穩定性的作用；本發明尼龍6、碳黑、麥飯石粉、氧化鋁、對叔丁基鄰苯二酚實行一次混料，增加了各原料組成分散性，經過二次混料后，增加了各原料成分之間的兼容性，導電網絡結構的更加穩固，大大提高了本發明的PTC?強度和高的PTC?穩定性，電阻穩定、溫度均勻、PTC特性穩定、增加材料的使用壽命。

具體實施方式

一種具有PTC特性的高分子發熱材料，由下列重量份（原料）的原料制成：中密度聚乙烯90、尼龍6?8、碳納米管8、碳黑12、鎳粉20、氮化鋁14、麥飯石粉5、氧化鋁12、滑石粉6、膨潤土25、乙烯基三乙氧基硅烷10、鈦酸酯偶聯劑TMC-TTS?2、抗氧劑1010?2、乙酰檸檬酸三(2-乙基已基)酯3、對叔丁基鄰苯二酚2。

所述的具有PTC特性的高分子發熱材料的制是備方法，包括以下步驟：將中密度聚乙烯粉末加水攪拌制成懸浮液，加熱至90-95℃，再加入膨潤土、碳納米管、乙烯基三乙氧基硅烷，高速分散20-30分鐘后，降溫至60-65℃，再加鈦酸酯偶聯劑TMC-TTS、滑石粉，攪拌15-20分鐘后，研磨2-3小時，到漿料，噴霧干燥，得到粉末；將尼龍6、碳黑、麥飯石粉、氧化鋁、對叔丁基鄰苯二酚在180-240℃下混煉15-25分鐘，得到混合料；將所得粉末與混合料及其它剩余原料混合，加熱至180-245℃，混煉10-15分鐘，擠出造粒得到。

將本發明PTC?高分子發熱材料壓制成片材，制備長100mm、寬6.5mm、厚2mm?的條形樣品，再在片材表面壓制導線，即得到PTC發熱片。

檢測性能：

室溫(25℃?)?零功率電阻為12mΩ，PTC?強度達到8.8?以上，將其在-20℃和140℃之間熱循環200?次后其室溫電阻仍在24mΩ以下，并且在熱循環中電阻的變化情況穩定，具有長期通流大于100A?的通流能力。在200下連續發熱36小時，無燒焦現象。PTC高分子發熱材料壽命：15分鐘通電一次，15分鐘斷電一次，30分鐘一個循環，通斷5000次，功率變化率96%，溫度變化率98%。